(57)【要約】【課題】  立体視に最適な２つのＸ線画像を撮影することができると共に、かかる２つのＸ線画像の位置ずれを簡易に補正することが可能な撮影装置及び方法を提供する。【解決手段】  被検体の立体Ｘ線画像を取得する撮影装置であって、前記被検体に所定の方向からＸ線を曝射する第１のＸ線発生器と、前記被検体に前記所定の方向と異なる方向からＸ線を曝射する第２のＸ線発生器と、前記第１のＸ線発生器と前記第２のＸ線発生器との距離である基線長を変更する基線長変更手段とを有することを特徴とする撮影装置を提供する。【選択図】          図１
2005168601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の立体Ｘ線画像を取得する撮影装置であって、
前記被検体に所定の方向からＸ線を曝射する第１のＸ線発生器と、
前記被検体に前記所定の方向と異なる方向からＸ線を曝射する第２のＸ線発生器と、
前記第１のＸ線発生器と前記第２のＸ線発生器との距離である基線長を変更する基線長変更手段とを有することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記基線長変更手段は、
前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器と前記被検体との距離と、前記第１のＸ線発生器と前記被検体を結ぶ直線と前記第２のＸ線発生器と前記被検体とを結ぶ直線とが成す輻輳角から前記基線長を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した前記基線長に基づいて、前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記第１のＸ線発生器から曝射され前記被検体を通過した前記Ｘ線から第１の画像を、前記第２のＸ線発生器から曝射され前記被検体を通過した前記Ｘから第２の画像を生成する画像生成手段と、
前記被検体と前記画像生成手段との距離と、前記第１のＸ線発生器と前記被検体を結ぶ直線と前記第２のＸ線発生器と前記被検体とを結ぶ直線とが成す輻輳角から前記第１の画像と前記第２の画像との位置ずれ量を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した前記位置ずれ量に基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像とを重ね合わせる重ね合わせ手段とを有することを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項４】
被検体に所定の方向からＸ線を曝射する第１のＸ線発生器と、前記被検体に前記所定の方向と異なる方向からＸ線を曝射する第２のＸ線発生器と、前記第１のＸ線発生器から曝射され前記被検体を通過した前記Ｘ線から第１の画像を、前記第２のＸ線発生器から曝射され前記被検体を通過した前記Ｘから第２の画像を生成する画像生成手段とを有する撮影装置を用いて前記被検体の立体Ｘ線画像を取得する撮影方法であって、
前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器から前記被検体までの距離と、前記被検体から前記画像生成手段までの距離を測定するステップと、
前記第１のＸ線発生器と前記被検体とを結ぶ直線と、前記第２のＸ線発生器と前記被検体とを結ぶ直線との成す輻輳角の角度を設定するステップと、
前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器から前記被検体までの距離と、前記輻輳角から前記第１のＸ線発生器と前記第２のＸ線発生器との距離である基線長を算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された前記基線長となるように、前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器を移動するステップとを有することを特徴とする撮影方法。
【請求項５】
前記第１の算出ステップは、前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器から前記被検体までの距離をＬ１、前記輻輳角をθ、前記基線長をＬ３としたとき、
Ｌ３＝２×ｔａｎ（θ／２）×Ｌ１
の式から前記基線長を算出することを特徴とする請求項４記載の撮影方法。
【請求項６】
前記被検体から前記画像生成手段までの距離と、前記輻輳角から前記第１の画像と前記第２の画像との位置ずれ量を算出する第２の算出ステップと、
前記第２の算出ステップで算出された前記位置ずれ量に基づいて、前記第１の画像及び前記第２の画像の位置ずれを補正するステップとを有することを特徴とする請求項４記載の撮影方法。
【請求項７】
前記第２の算出ステップは、前記被検体から前記画像生成手段までの距離をＬ２、前記輻輳角をθ、前記位置ずれ量をＭとしたとき、
Ｍ＝２×ｔａｎ（θ／２）×Ｌ２
の式から前記位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項６記載の撮影方法。
【請求項８】
前記補正ステップは、前記第２の算出ステップで算出された前記位置ずれ量の分だけずらして前記第１の画像と前記第２の画像を重ね合わせることを特徴とする請求項６記載の撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、撮影装置に関し、特に、人体等の被写体を透過した放射線を検知し、デジタル画像として表示装置に出力する撮影装置に関する。本発明は、例えば、立体的に画像を表示することができる撮影装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像を立体視する方法として、右眼用のＸ線発生器と左眼用のＸ線発生器から被検体に向けてＸ線を曝射させ、右眼用のＸ線画像と左眼用のＸ線画像を撮影し、右眼用のＸ線画像は右眼で、左眼用のＸ線画像は左眼で観察することが従来から知られている。Ｘ線画像の立体視（以下、「立体Ｘ線画像」と称する。）は、胸部や循環器などのさまざまな部位の診断において有効利用が期待されている。
【０００３】
立体Ｘ線画像を撮影する撮影装置は数々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。図４は、立体Ｘ線画像の撮影を可能とする従来の撮影装置１０００の主要構成要素を示す概略ブロック図である。被検体Ｐを撮影するためのＸ線発生器１１００は、右眼用Ｘ線発生器１１００Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１００Ｌで構成されている。右眼用Ｘ線発生器１１００Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１００Ｌとの距離は、人間の眼間距離と同等の約６０ｍｍ程度に設定される。被検体Ｐの下には、イメージインテンシファイア１２００が配置されている。
【０００４】
撮影方法は、被検体Ｐに向けて右眼用Ｘ線発生器１１００Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１００ＬからＸ線を交互に曝射する。そして、得られた２つのＸ線画像（右眼用Ｘ線画像及び左眼用Ｘ線画像）を図示しない立体画像表示装置に表示する。図示しない立体画像表示装置には、例えば、１２０Ｈｚごとに右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像を交互に切り替え、観察者は液晶シャッターメガネを介して観察する液晶シャッターメガネ方式や、右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像の偏光を互いに直交するように偏光制御を行い、観察者は偏光メガネを介して観察する偏光メガネ方式などがある。
【特許文献１】特開平５−２８５１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の撮影装置は、右眼用Ｘ線発生器と左眼用Ｘ線発生器との距離（以下、「基線長」と称する。）が固定されているため、被検体の厚みや撮影条件の変化によって２つのＸ線発生器と被検体との距離が変化した際に、右眼用Ｘ線発生器と左眼用Ｘ線発生器と被検体の患部（即ち、撮影箇所）を結ぶ直線が成す角度（以下、「輻輳角」と称する。）が様々に異なり、必ずしも最適な立体視ができなくなる場合がある。最適な立体視をするには、輻輳角は４度乃至６度がよいとされており、かかる角度以外になると奥行き感のない画像か飛び出し効果の大きすぎる画像になる。
【０００６】
特に、被検体は、通常大きな厚みはなく、患部である骨組や循環系は立体感に乏しい。従って、輻輳角を一般に知られている最適な角度よりも更に大きくし、飛び出し効果を高めることもあり、このとき基線長が固定されていると診断に適した画像を撮影できないこともある。
【０００７】
また、右眼用Ｘ線発生器と左眼用Ｘ線発生器は、基線長の距離だけ離れているため、それぞれ被検体に対して斜め方向から撮影することになる。従って、右眼用Ｘ線画像における被検体の患部の位置と左眼用Ｘ線画像における被検体の患部の位置との間に中心軸からのずれが発生する。かかるずれを補正しないまま２つのＸ線画像から立体画像を作成すると、患部の位置の中心軸からのずれによって右眼用及び左眼用Ｘ線画像の視差が大きくなり、患部全体が画面から飛び出して見えるために観察しにくい画像となる。このため、右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像から立体Ｘ線画像を作成するにあたって、２つのＸ線画像の患部の位置ずれを補正し、ずれを合わせることで最適な立体Ｘ線画像を作成している。しかし、位置ずれの補正は、煩雑な作業を必要とするため容易ではなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、立体視に最適な２つのＸ線画像を撮影することができると共に、かかる２つのＸ線画像の位置ずれを簡易に補正することが可能な撮影装置及び方法を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての撮影装置は、被検体の立体Ｘ線画像を取得する撮影装置であって、前記被検体に所定の方向からＸ線を曝射する第１のＸ線発生器と、前記被検体に前記所定の方向と異なる方向からＸ線を曝射する第２のＸ線発生器と、前記第１のＸ線発生器と前記第２のＸ線発生器との距離である基線長を変更する基線長変更手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としての撮影方法は、被検体に所定の方向からＸ線を曝射する第１のＸ線発生器と、前記被検体に前記所定の方向と異なる方向からＸ線を曝射する第２のＸ線発生器と、前記第１のＸ線発生器から曝射され前記被検体を通過した前記Ｘ線から第１の画像を、前記第２のＸ線発生器から曝射され前記被検体を通過した前記Ｘから第２の画像を生成する画像生成手段とを有する撮影装置を用いて前記被検体の立体Ｘ線画像を取得する撮影方法であって、前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器から前記被検体までの距離と、前記被検体から前記画像生成手段までの距離を測定するステップと、前記第１のＸ線発生器と前記被検体とを結ぶ直線と、前記第２のＸ線発生器と前記被検体とを結ぶ直線との成す輻輳角の角度を設定するステップと、前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器から前記被検体までの距離と、前記輻輳角から前記第１のＸ線発生器と前記第２のＸ線発生器との距離である基線長を算出する第１の算出ステップと、前記第１の算出ステップで算出された前記基線長となるように、前記第１のＸ線発生器及び前記第２のＸ線発生器を移動するステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、立体視に最適な２つのＸ線画像を撮影することができると共に、かかる２つのＸ線画像の位置ずれを簡易に補正することが可能な撮影装置及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の一側面としての撮影装置１００の主要構成要素を示す概略ブロック図である。なお、図１は、被検体Ｐの患部（被撮影部）Ｐａを撮影している状態の撮影装置１００を示している。
【００１４】
撮影装置１００は、立体Ｘ線画像を撮影する撮影装置であって、図１に示すように、立体Ｘ線発生機構１１０と、Ｘ線制御部１２０と、高圧発生器１３０と、基線長制御部１４０と、イメージインテンシファイア１５０と、光学系１６０と、カメラ１７０と、Ａ／Ｄ変換部１８０と、データ入力部１９０と、制御部２００と、画像処理部２１０と、立体画像表示装置２２０とを有する。
【００１５】
立体Ｘ線発生機構１１０は、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと、左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌと、発生器駆動部１１４とを有する。
【００１６】
右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒ及び左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌは、被検体Ｐに向けてＸ線を曝射する機能を有し、発生器駆動部１１４上に移動可能に配置される。発生器駆動部１１４は、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒ及び左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌを保持すると共に、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒ及び左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌを中心から対称にスライドさせる機能を有する。
【００１７】
Ｘ線制御部１２０は、後述する制御部２００からの指示に従って、所定のＸ線条件にてＸ線を発生するように、高圧発生器１３０を制御する。
【００１８】
高圧発生器１３０は、Ｘ線制御部１２０に制御され、所定のＸ線条件のＸ線を曝射するために必要な高圧パルスを右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒ及び左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌに供給する。
【００１９】
基線長制御部１４０は、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１２との距離が後述する制御部２００から受信した基線長Ｌ３となるように、発生器駆動部１１４を介して右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒ及び左眼用Ｘ線発生器１１２を移動させる。
【００２０】
イメージインテンシファイア１５０は、立体Ｘ線発生機構１１０から曝射され、被検体Ｐを通過したＸ線を光学像に変換する。
【００２１】
光学系１６０は、イメージインテンシファイア１５０によって変換された光学像をカメラ１７０で撮影可能にし、カメラ１７０の撮影領域に結像する。
【００２２】
カメラ１７０は、光学系１６０により結像された光学像を撮像し、アナログ信号であるビデオ信号に変換する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部１８０は、カメラ１７０により変換されたアナログ信号であるビデオ信号をデジタル信号に変換し、制御部２００に送信する。
【００２４】
データ入力部１９０は、撮影者によって入力される立体Ｘ線発生機構１１０から被検体Ｐの患部Ｐａまでの距離Ｌ１、被検体Ｐの患部Ｐａからイメージインテンシファイア１５０までの距離Ｌ２及び右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと被検体Ｐの患部Ｐａとを結ぶ直線と、左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌと被検体Ｐの患部Ｐａとを結ぶ直線とが成す輻輳角θを制御部２００に送信する。
【００２５】
制御部２００は、データ入力部１９０に入力された立体Ｘ線発生機構１１０から被検体Ｐの患部Ｐａまでの距離Ｌ１と、輻輳角θから、以下の数式１に基づいて、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌとの距離（基線長）Ｌ３を算出し、算出した基線長Ｌ３を基線長制御部１４０に送信する。
【００２６】
【数１】
2005168601.tif 000003
【００２７】
また、制御部２００は、データ入力部１９０に入力された被検体Ｐの患部Ｐａからイメージインテンシファイア１５０までの距離Ｌ２と、輻輳角θから、以下の数式２に基づいて、右眼用Ｘ線画像及び左眼用Ｘ線画像の中心軸からのずれ量Ｍを算出し、算出したずれ量Ｍを画像処理部２１０に送信する。
【００２８】
【数２】
2005168601.tif 000004
【００２９】
画像処理部２１０は、右眼用Ｘ線画像からの被検体Ｐの患部Ｐａの位置ずれと左眼用Ｘ線画像からの被検体Ｐの患部Ｐａの位置ずれを、制御部２００から送信されるずれ量に基づいて補正し、右眼用Ｘ線画像及び左眼用Ｘ線画像をそれぞれ切り出す処理を行うと共に、切り出した画像を立体画像表示装置２２０の画像形式に変換する。画像処理部２１０は、例えば、立体画像表示装置２２０の画像形式がラインフィーケンシャル形式であれば、１ラインごとに右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像が交互に繰り返される合成画像に変換する。
【００３０】
立体画像表示装置２２０は、画像処理部２１０からの画像データを表示する。観察者は、立体画像表示装置の表示形式に従って、裸眼又は特殊メガネを介して立体Ｘ線画像を観察する。
【００３１】
以下、図２を参照して、上述の撮影装置１００を用いた撮影方法について、撮影装置１００の動作と共に説明する。ここで、図２は、本発明の一側面としての撮影方法を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
まず、撮影者は、立体Ｘ線発生機構１１０から被検体Ｐの患部Ｐａまでの距離Ｌ１と、被検体Ｐの患部Ｐａからイメージインテンシファイア１５０までの距離Ｌ２を測定し（ステップ９０２）、測定した距離Ｌ１及び距離Ｌ２をデータ入力部１９０に入力する（ステップ９０４）。具体的には、例えば、立体Ｘ線発生機構１１０から被検体Ｐの患部Ｐａまでの距離Ｌ１は、立体Ｘ線発生機構１１０から被検体Ｐの上部までの距離を測定し、被検体Ｐの上部から患部Ｐａまでの距離を被検体Ｐの厚みの半分とみなして、２つの距離を加算することで算出する。同様に、被検体Ｐの患部Ｐａからイメージインテンシファイア１５０までの距離Ｌ２は、被検体Ｐの患部Ｐａから被検体Ｐの下部までの距離を被検体Ｐの厚みの半分とみなし、被検体Ｐの下部からイメージインテンシファイア１５０までの距離を測定して、２つの距離を加算することで算出する。
【００３３】
次に、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと被検体Ｐの患部Ｐａとを結ぶ直線と、左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌと被検体Ｐの患部Ｐａとを結ぶ直線とが成す輻輳角θの角度を設定し（ステップ９０６）、設定した輻輳角θの角度をデータ入力部１９０に入力する（ステップ９０８）。なお、輻輳角θは、４度乃至６度に設定することが好ましい。
【００３４】
立体Ｘ線発生機構１１０から被検体Ｐの患部Ｐａまでの距離Ｌ１、被検体Ｐの患部Ｐａからイメージインテンシファイア１５０までの距離Ｌ２及び輻輳角θが入力されると、制御部２００は、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌとの距離（基線長）Ｌ３を算出する（ステップ９１０）。また、制御部２００は、右眼用Ｘ線画像及び左眼用Ｘ線画像の中心軸からのずれ量Ｍも算出する（ステップ９１２）。
【００３５】
次いで、右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒと左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌとの距離（基線長）Ｌ３がステップ９１０において算出された基線長となるように、基線長制御部１４０及び発生器駆動部１１４を用いて右眼用Ｘ線発生器１１２Ｒ及び左眼用Ｘ線発生器１１２Ｌを移動させ（ステップ９１４）、被検体Ｐの患部Ｐａを撮影し、右眼用Ｘ線画像及び左眼用Ｘ線画像を取得する（ステップ９１６）。
【００３６】
撮影された右眼用Ｘ線画像及び左眼用Ｘ線画像は、画像処理部２１０において、立体Ｘ線画像を形成するための処理が施される（ステップ９１８）。
【００３７】
ここで、ステップ９１８の立体Ｘ線画像を形成するための処理について説明する。図３は、右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像から立体Ｘ線画像を形成するための処理を説明するための図である。図３（ａ）は、図１に示す撮影装置１００で撮影された右眼用Ｘ線画像ＩＲと左眼用Ｘ線画像ＩＬを示している。
【００３８】
図３（ｂ）は、被検体Ｐの患部Ｐａの中心軸からの位置ずれ量Ｍを補正せず、画像の大きさに合わせて右眼用Ｘ線画像ＩＲと左眼用Ｘ線画像ＩＬを重ねて作成した立体Ｘ線画像ＮＩを示している。図３（ｂ）を参照するに、右眼用Ｘ線画像ＩＲと左眼用Ｘ線画像ＩＬの視差が大きく、被検体Ｐの患部Ｐａにずれ量Ｍがあるため、患部Ｐａが飛び出して観察しにくい画像となる。
【００３９】
そのため、本実施形態では、上述したように、ずれ量Ｍを被検体Ｐの患部Ｐａからイメージインテンシファイア１５０までの距離Ｌ２及び輻輳角θから求め（ステップ９１２）、図３（ｃ）に示すように、求めたずれ量Ｍに従って、右側Ｘ線画像ＩＲの患部Ｐａと左側Ｘ線画像ＩＬの患部Ｐａが一致するように、右眼用Ｘ線画像ＩＲと左眼用Ｘ線画像ＩＬを重ね合わせる。そして、立体画像表示装置２２０の表示画面に合わせて、図３（ｄ）に示すように、図３（ｃ）において２つの画像が重なり合った部分のみを切り出し、立体Ｘ線画像ＢＩを作成する。これにより、被検体Ｐの患部Ｐａが立体画像表示装置２２０の表示画面上にあり、その前後に飛び出し、奥行き効果が生じて観察しやすい画像となる。
【００４０】
画像表示部２１０において処理が施され、形成された立体Ｘ線画像ＢＩは、立体画像表示装置２２０に送られ、表示される（ステップ９２０）。
【００４１】
このように、本実施形態では、立体Ｘ線発生機構から被検体の患部までの距離と、患部からイメージインテンシファイアまでの距離と、右眼用Ｘ線発生器と患部を結ぶ直線と左眼用Ｘ線発生器と患部を結ぶ直線とが成す輻輳角を入力することで、立体画像に最適な基線長及び右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像の中心軸からのずれ量が自動的に算出される。算出された基線長に基づいて、右眼用Ｘ線発生器及び左眼用Ｘ線発生器が移動し、撮影された右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像は、算出されたずれ量に従って患部の位置ずれが補正される。従って、煩雑な補正作業を必要とせずに、より立体視に最適な立体Ｘ線画像を形成することが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一側面としての撮影装置の主要構成要素を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の一側面としての撮影方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】右眼用Ｘ線画像と左眼用Ｘ線画像から立体Ｘ線画像を形成するための処理を説明するための図である。
【図４】立体Ｘ線画像の撮影を可能とする従来の撮影装置の主要構成要素を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００                      撮影装置
１１０                      立体Ｘ線発生機構
１１２Ｒ                    右眼用Ｘ線発生器
１１２Ｌ                    左眼用Ｘ線発生器
１１４                      発生器駆動部
１２０                      Ｘ線制御部
１３０                      高圧発生器
１４０                      基線長制御部
１５０                      イメージインテンシファイア
１６０                      光学系
１７０                      カメラ
１８０                      Ａ／Ｄ変換部
１９０                      データ入力部
２００                      制御部
２１０                      画像処理部
２２０                      立体画像表示装置
【図１】
2005168601.tif 000005
【図２】
2005168601.tif 000006
【図３】
2005168601.tif 000007
【図４】
2005168601.tif 000008